学文网摘要：柳东大桥为拉萨市环城公路上跨越拉萨河的一座大桥。桥梁方案既要反映拉萨独特厚重的历史、文化、人文、宗教积淀，又要结合该区域高寒缺氧、施工条件恶劣、地震烈度高的特点。本文详细介绍了主桥跨径选择、主桥桥型结构选择、主桥设计构思、主桥方案确定、主桥施工方案等内容。
关键词：自锚式悬索桥；高寒缺氧；地震烈度高
中***分类号：K928.78 文献标识码：A
一、项目概况
柳东大桥是规划拉萨环城路的一部分，位于拉萨市的南部，拉萨河下游，它沟通了拉萨河两岸，是城市规划新区东嘎区和柳梧区的重要连接纽带，也是拉萨市规划环城路的重要节点。桥位区属河流堆积河漫滩地貌，河床宽阔（约1.8Km），以卵石砾夹砂为主，地形平坦，有一定的变迁性。由于拉萨河是以降水为主补给的河流，上游为山地地形，植被较少，降雨径流形成快，瞬时流量大，河流水位随季节变化较大。洪峰期水面充满整个河床；枯水期河床外露，由多条散乱河槽和滩地组成。桥位处主河槽宽约100m，位于拉萨河西侧。
二、主桥空间定位与规模的确定
柳东大桥作为拉萨市未来的南大门，将成为拉萨市的地标性建筑，因此满足基本功能的前提下，应设置具有标志性意义的主桥。
在主桥位置和规模的选择上，应综合考虑河道情况、经济性、视点可观性等特点。在没有通航需求和大型天然沟的影响下，从经济上考虑，主桥规模不宜太大，不宜超过150m特大跨径之限，而桥位处规划防洪堤之间的河口宽度达1.8Km左右，从视觉需求上，不宜放置在河中远离两岸视点的位置；另外，桥位处拉萨河的主河槽靠近西岸大堤，常年深槽宽度约100m左右。综上所述，设计推荐在靠近西岸的主河槽处设置主桥，跨径在120m左右，既满足主槽泄洪需要，又满足从未来新城区欣赏主桥美景的视觉需求，同时也合理控制了桥梁规模。
三、主桥桥型选择
拉萨市是一座具有高原及民族特色的国际旅游城市，被誉为“雪域圣地・高原明珠” 。桥梁的建筑方案应和谐融入山水之中，所体现的人文背景应符合当地的文化、传统。桥梁的建设目标应该是“融山水与城市、传统与现代、旅游与生活于一体的城市标志性景观 。”柳东桥位于东嘎新区与柳东新区之间，桥梁的结构形式既要有民族地方特色，又要具有一定的现代感，作为继承过去，面向未来的新城风貌。
拉萨市区段的拉萨河上共规划有八座桥梁（含一座铁路桥），其中三座已经建成，一座在建，自上而下分别为纳金大桥（在建）、拉萨大桥、柳梧大桥和铁路柳梧大桥。纳金大桥主桥为部分斜拉桥，柳梧大桥主桥为中承式钢结构靠背拱桥，拉萨大桥为多跨简支梁桥，铁路柳梧大桥主桥采用钢管混凝土五跨三拱连续梁系杆拱组合体系。本次拟建的柳东大桥位于拉萨河市区段下游，也是市区段河口最宽的地方。作为拉萨河上的系列桥梁之一，其桥梁景观造型上综合考虑已有桥梁的结构形式，达到一桥一景，各有特色，打造拉萨河上靓丽的风景线。现代桥梁的主要结构体系可分为梁式桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥以及组合结构体系等。梁式桥、拱桥、斜拉桥在拉萨河中均已有或在建，而具有现代美观典型代表的悬索桥尚未有建，无论从一桥一景的主旨上，还是新城区的定位上，悬索桥均为上佳之选。并且悬索桥中的自锚式悬索桥桥型，在100~300m的跨径范围内具有良好的经济性和施工方法的灵活性，非常适于柳东大桥主桥的定位需求。因此本次设计以自锚式悬索桥作为柳东大桥的推荐方案。
四、主桥设计构思
本次提出的设计理念为：“千年古韵承历史， 哈达迎宾创未来”。
主塔的外形构思源自于典型的藏区建筑造型，上大下小稳重厚实的造型如巴达拉宫外墙，色彩搭配方面，塔身采用白色基调，上端采用藏红色，古朴厚重的桥塔反映了拉萨千年历史文化积淀。
主桥悬索造型源于“洁白的哈达”，悬索晶莹、洁白，起伏连绵，恰如少女手中无暇的哈达，又如远处重峦叠嶂的雪山。
白色象征着纯洁、美好、吉祥、善良，衬托出这块净土的纯净，哈达代表着最真诚的感情，寄托着最美好的祝愿，标志着最崇高的敬意。作为拉萨南大门的柳东大桥，就像一条洁白的哈达，热情、诚挚的欢迎着远方的来客。
整个主桥的造型既有历史的厚重感，与拉萨悠久独特的历史文化相传承，又有着优美的现代感，与新城建设和美好未来相呼应。
桥梁效果***
五、主桥构造
（一）桥跨布置和结构体系
主桥为50+120+50m三跨自锚式悬索桥，总长220m。
自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥，它的主缆直接锚固在加劲梁的两端，由主梁直接承受主缆中的拉力，由加劲梁直接承受主缆的水平拉力和锚固点主缆的竖向力，在加劲梁的水平方向形成自平衡体系。
本桥桥位处的地震动峰值加速度为0.22g，属于高烈度区域。混凝土主梁刚度较大，对结构静力受力有利，但因自重大，在地震作用下产生的地震力影响更大。
鉴于本桥桥位处的实际情况，本桥采用塔、梁弹性约束体系，即塔梁分离，塔梁之间除设滑动铰支承外，还增设纵向弹性约束装置或者构件。经过计算分析比较，所选体系基于以下两点原因：
a、拉萨地区地震烈度高，采用塔、梁弹性约束体系，桥梁可以既纵向摆动，又可以通过弹性约束装置，使结构纵向位移控制在一定的范围内，而粘滞构件进一步延长结构自振周期消耗能量，从而避免结构共振产生过大的地震力，达到抗震消能、保障结构安全的目的。
b、塔、梁弹性约束体系能减小混凝土徐变的影响，减少梁在塔处的负弯矩。
（二）主梁
自锚式悬索的主梁从材料上来区分主要有混凝土加劲梁、钢加劲梁和混和梁（即主跨采用钢梁、边跨采用混凝土梁）。混凝土主梁主要适用于180m以下的自锚式悬索，当桥梁跨径超过200m时，一般采用钢加劲梁和混和梁。鉴于本桥的实际情况，主梁采用混凝土加劲梁。主要有以下考虑：
a、本桥主跨跨径为120m，比较适合采用混凝土主梁，结构上受力比较合理。
b、从施工条件看，拉萨地区属于高原缺氧环境，施工条件相当恶劣，大型施工器械难以到达。拉萨河属于季节变迁性河流，桥位处河道宽浅，一年中水位变化有枯水期、中水期以及洪水期，而宽阔的河岸各槽之间行洪互补性强。这样，采用混凝土主梁可以充分避免以上不利条件，利用拉萨河的枯水期采用少支架施工把混凝土主梁浇筑完毕。施工方法简单、快速，易于控制。如采用钢主梁或混和梁需要在工厂焊接成节段，再采用大型运输工具运送到桥位，然后采用大型吊装器械吊装就位焊接成桥，拉萨当地的施工条件是很难实现的，建造成本高，控制难度大。
c、悬索桥总体上属于一种刚度较低的结构，采用混凝土主梁可提供较大的刚度，提高行车舒适性。
d、从结构受力上看，用混凝土材料制作加劲梁，主缆提供给加劲梁的轴向力可减少预应力材料的用量。
e、从后期养护管理看，混凝土主梁易于养护，维修管理等费用比钢主梁低。
f、从经济性看，混凝土主梁造价低，性价比高。
基于以上考虑，柳东大桥主桥采用混凝土主梁，主梁宽度为41m，梁中心高度为2.2m，高跨比为1/54.5。现浇梁宽27.3m，采用单箱五室，箱梁顶板厚度25cm，底板厚度25cm，边腹板和中腹板厚度均采用40cm，箱室内每5m设置一道横梁，横梁中间厚度40cm，端部加厚为90cm，以便设置吊杆孔和锚固横梁预应力筋，横梁内配置钢绞线预应力束。
（三）索塔
索塔是悬索桥的主要受力构件之一，同时也最能体现桥梁的力道和气势，因此除了受力以外，索塔的造型设计是主桥景观构思的重点。
索塔的外形构思源自藏区建筑造型，提取藏族建筑的上窄下宽特质，加以变形和简化，突出藏式建筑的厚重感，体现力与美的统一，民族和传统的精华，与现代桥型相结合，使设计富有时代感和历史文化底蕴。
拉萨城市色彩是以红色、白色为色彩主基调，又辅黑色、灰色、黄色系列为辅基调。 本次索塔塔顶颜色选用藏红色，塔身选用白色，与拉萨市城市建筑主色调保持一致，使桥梁不失地域特色又形成鲜明的时代个性，从而使其与自然环境和城市建筑相得益彰。
塔顶处塔柱断面横桥向宽2m，纵桥向宽2.5m；塔底横桥向宽3m，纵桥向宽度3.5m；两个塔间距29m。索塔总高36.65m，桥面以上19m，高跨比为1/6.3。混凝土塔柱采用实心矩形断面，塔身开30cm厚凹槽。
（四）主缆和吊索
从结构定性分析来看，随主缆矢跨比的增大，主缆的水平拉力略有降低，而加劲梁弯矩和主缆位移明显减小，说明结构的竖向刚度随着增大；随主缆抗拉刚度的增大，主缆的水平拉力逐渐增大，而加劲梁弯矩和主缆位移逐渐减小，说明结构的竖向刚度在逐渐增大，主缆所分担的活载比例在增大，而加劲梁所分担的活载比例在减小。
综合考虑主缆矢跨比对索塔高度、主缆长度和截面、吊杆长度、主梁截面和压应力的影响，主缆中跨矢跨比采用1/8，主缆中心距29m。主缆直径54.6cm，由85根直径54mm镀锌钢丝组成，外包PE管。
吊索按间距5m布设，边吊索距离端横梁15m，吊索采用121xΦ7.1mm高强平行钢丝。
（五） 锚固构造
本桥主缆锚固于边跨梁端，主缆的水平力由加劲梁来承担，主缆的竖向分力用压重法来平衡：一是锚固部分采用实心断面；二是主梁上设置牛腿，将引桥的重量压在主梁上。
（六）施工方案
主塔塔柱利用劲性骨架，辅以自升式塔旁吊机，采用爬模法施工。主梁采用少支架施工。
六、结束语
本文从桥梁跨径、结构、设计构思、施工方案等方面介绍了柳东大桥的方案构思。重点介绍了设计方案如何结合当地文化，反映地方特色，桥梁结构设计如何考虑该地区地震烈度高、高寒缺氧、施工困难的特点，希望能为类似桥梁方案构思提供一些借鉴。
参考文献：
王定文，刘菊玖，宁平华广州市市***工程设计研究院 自锚式预应力钢筋混凝土悬索景观桥设计与施工 广州大学学报(自然科学版)2009年第6期
李瑜，程丽娟，刘榕湖南省交通规划勘察设计院澧水特大桥总体构思及方案比选公路工程2011年第5期